{"id":89944,"date":"2023-03-22T02:20:00","date_gmt":"2023-03-22T01:20:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=89944"},"modified":"2023-03-21T16:51:21","modified_gmt":"2023-03-21T15:51:21","slug":"synthesegas-und-akku-power-mit-energie-aus-dem-sonnenlicht","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/synthesegas-und-akku-power-mit-energie-aus-dem-sonnenlicht\/","title":{"rendered":"Synthesegas und Akku-Power mit Energie aus dem Sonnenlicht"},"content":{"rendered":"\n

Mithilfe der Photosynthese gewinnen Pflanzen Energie aus dem Sonnenlicht. <\/p>\n\n\n\n

Forschende der Technischen Universit\u00e4t M\u00fcnchen (TUM) haben dieses Prinzip als Grundlage genommen, um neue nachhaltige Verfahren zu entwickeln, mit denen in Zukunft Synthesegas f\u00fcr die chemische Gro\u00dfindustrie hergestellt und Batterien aufgeladen werden k\u00f6nnten.<\/p>\n\n\n\n

Synthesegas, ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff, ist ein wichtiges Zwischenprodukt f\u00fcr die Herstellung vieler chemischer Grundstoffe wie Ammoniak, Methanol und synthetischer Kohlenwasserstoffkraftstoffe. \u201eSynthesegas wird momentan allerdings fast ausschlie\u00dflich mithilfe fossiler Rohstoffe hergestellt\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Roland Fischer<\/a> vom Lehrstuhl f\u00fcr Anorganische und Metallorganische Chemie der TUM.<\/p>\n\n\n\n

Ein gelbliches Pulver, das ein Forschungsteam um Fischer entwickelt hat, soll das \u00e4ndern. Inspirieren lie\u00dfen sich die Wissenschaftler:innen durch die Photosynthese, den Prozess, mit dem Pflanzen aus Licht chemische Energie gewinnen. \u201eDie Natur braucht dazu Kohlendioxid und Wasser\u201c, sagt Fischer. Das von den Forschenden entwickelte Nanomaterial ahmt die Eigenschaften der an der Photosynthese beteiligen Enzyme nach. Das \u201eNanozym\u201c soll aus Kohlendioxid, Wasser und Licht Synthesegas produzieren.<\/p>\n\n\n\n

Rekordwert bei der Effizienz<\/h5>\n\n\n
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\u00a9 TUM \/ Dr. Philip Stanley kontrolliert einen Kolben, in dem sich das neue Material in einer w\u00e4ssrigen L\u00f6sung befindet.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Dr. Philip Stanley, der das Thema im Rahmen seiner Doktorarbeit bearbeitet hat, erkl\u00e4rt: \u201eEin Molek\u00fcl \u00fcbernimmt die Aufgabe einer Energie-Antenne analog zu einem Chlorophyll-Molek\u00fcl der Pflanzen. Dabei wird Licht aufgenommen und Elektronen zu einem Reaktionszentrum, dem Katalysator, weitergeleitet.\u201c Das Innovative an dem System der Forschenden: Es gibt gleich zwei Reaktionszentren, die an die Antenne gekoppelt sind. In einem wird Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid umgewandelt und im anderen Wasserstoff aus Wasser gewonnen. Die gro\u00dfe Herausforderung bei der Konstruktion war, dass in dem System die Antenne, der Weiterleitungsmechanismus f\u00fcr die Elektronen und die beiden Katalysatoren so angeordnet sind, dass eine m\u00f6glichst hohe Lichtausbeute erzeugt wird.<\/p>\n\n\n\n

Dies ist gelungen. \u201eUnsere Energieausbeute aus dem Licht ist mit 36 Prozent spektakul\u00e4r hoch\u201c, sagt Stanley. \u201eWir k\u00f6nnen bis zu jedes dritte Photon, also Lichtteilchen, in chemische Energie umsetzen. Bisherige Systeme waren hier h\u00f6chstens im Bereich von jedem zehnten Teilchen. Dieses Ergebnis l\u00e4sst hoffen, dass eine technische Umsetzung industrielle chemische Prozesse nachhaltiger machen k\u00f6nnte.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Fotokondensatoren f\u00fcr Ladungsspeicherung<\/h5>\n\n\n\n

In einem anderen Projekt arbeiten die Forschenden an einem weiteren Material, das elektrische Energie aus der Sonne nutzt \u2013 in diesem Fall aber als elektrische Energie speichert. \u201eEine m\u00f6gliche zuk\u00fcnftige Anwendung k\u00f6nnten Batterien sein, die durch Sonnenlicht aufgeladen werden, ohne den Umweg \u00fcber die Steckdose\u201c, erkl\u00e4rt Fischer.<\/p>\n\n\n\n

Bei der Entwicklung dieser sogenannten Fotokondensatoren verwenden die Forschenden \u00e4hnliche Bausteine wie bei dem Nanozym. Auch hier absorbiert das Material selbst Photonen aus dem eingestrahlten Licht. Doch statt im Anschluss als Katalysator f\u00fcr eine chemische Reaktion zu dienen, ist der Energie-Empf\u00e4nger so eng in die Struktur eingebunden, dass er in diesem Zustand verbleibt und so eine langfristige Speicherung der Elektronen erm\u00f6glicht wird. Die Machbarkeit des Systems haben die Forschenden im Labor bewiesen.<\/p>\n\n\n\n

\u201eEs gibt zwei Arten, Sonnenenergie direkt zu nutzen\u201c, res\u00fcmiert Dr. Julien Warnan, Habilitand und Gruppenleiter Photokatalyse. \u201eWir gewinnen entweder elektrische Energie daraus, oder wir nutzen die Energie, um chemische Reaktionen anzutreiben. Mit zwei Systemen, die auf dem gleichen Prinzip beruhen, ist uns beides experimentell gelungen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Publikationen<\/strong><\/p>\n\n\n\n